Устройство для измерения вертикальных сил давления на упругий элемент несимметричного профиля

Устройство для измерения вертикальных сил давления на упругий элемент несимметричного профиля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СИЛ ДАВЛЕНИЯ НА УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ НЕСИММЕТРИЧНОГО ПРОФИЛЯ, содержащее Т-образные розетки вертикально и горизонтально ориентированных . тензореЗист-оров, расположеннь1е на одном уровне и симметрично относительно вертикальной центральной оси сечения упругого элемента, и схему суммирования и . регистрации сигналов дгензорезисторов , отл и чающееся тем, что, с целью повышения точности -измерения , горизонтальный тензорезистор с стороны упругого элемента последовательно соединен с горизонтальным тензорез.истором с другой стороны, и оба горизонтальных тензорезистора подключены к первому масштабирующему усилителю, вертикальный тензорезистор с лэдной стороны упругого элемента последовательно соединен с вертикальным тензорезистором с другой стороны, и оба вертикальных тензорезистора подключены к второму масштабирующе му усилителю, а выходы масштабирующих усилителей подключены к jcyMMaтору , причем отнсниение коэффициентов усиления масштабирующих усилителей выбрано в пределах 0,2 i /К 0,5, где К и К - коэффициенты усиления первого и второго масштабирующих усилителей соответственно . сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН,„,5П С ог ?.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3441016/18-10 (22) 27.05.82 (46) 30.09.83. Бюл. 9 Зб (72)iБ.Э. Глюзберг, А.М. Тейтель, В.Г. Донец и В.С. Евсенев (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (53) 531.781(088.8) (56) 1. Technische Rundschau Hemi

9 26, 1965.

2. Патент ФРГ Ð 1648359, кл. G 01 N 25/00, опублик, 1975 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

BEPTHKAJlbHbK СИЛ ДАВЛЕНИЯ НА УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ НЕСИММЕТРИЧНОГО ПРОФИЛЯ, содержащее T-образные розетки вертикально и горизонтально ориентированных. тензорезисторов, расположенные на одном уровне и симметрично относительно вертикальной центральной оси сечения упругого элемента, и схему суммирования и

„„Я0„„1045016 А регистрации сигналов ренэорезисторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности .измерения, горизонтальный тензорезистор с одной стороны упругого элемента последовательно соединен с горизонтальным тензорезистором с другой стороны, и оба горизонтальных тензорезистора подключены к первому масштабирующему усилителю, вертикальный тензорезистор с одной стороны упругого элемента последовательно соединен с вертикальным тенэорезистором с другой стороны, и оба вертикальных тенэорезистора подключены к второму масштабирующему усилителю, а выходы масштабирующих усилителей подключены к сумма тору,. причем отношение коэффициентов усиления масштабирующих усилителей выбрано в пределах 0,2 < К /

/K< < 0,5, где К„ и К вЂ” коэффициенты усиления первого и второго масштабирующих усилителей соответственно.

Изобретение относится к экспериментальному исследованию напряженного состояния элементов конструкций с помощью тенэорезисторов и может быть использовано для измерения вертикальных сил давления на упругий элемент несимметричного профиля как в статическом, так и в динамическом режиме.

Известно устройство для измерения вертикальных сил давления на элементы симметричного поперечного профиля, состоящее из тензорезисторов, установленных на обеих сторонах исследуемого элемента в точках пересечения горизонтальной нейтральной оси с поверхностью элемента 1).

В указанных точках тензорезисторы, объединенные в один измерительный канал, регистрируют деформации только от вертикальной составляю- -® щей действующей силы. Это устройство.не позволяет с необходимой точностью определять вертикальные силы из-за большого влияния изгибающнх моментов на показания тензоре зисторов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для калибровки испытательной машины с деформируемым упругим телом для сжимающих и изгибных напряжений. В этом устройстве деформируемое тело представляет собой цилиндр, на противоположных сторонах которого устанавливаются тензорезисторы параллельно и перпендику лярно продольной оси, соединенные в два плеча моста одного измерительного канала (2i.

Однако при таком формировании измерительного канала на деформируемом теле, имеющем несимметричное поперечное сечение, влияние боковых сил и изгибающих моментов не компенсирувтся.

Цель изобретения — обеспечение возможности измерения вертикальной составляющей действующей силы на упругий элемент несимметричного поперечного профиля.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения sepтикальных сил давления на упругий элемент несимметричного профиля, содержащем Т-образные розетки вертикально и горизонтально ориентированных. тензорезисторов, расположен" ные на одном уровне и симметрично относительно вертикальной центральной оси сечения упругого элемента и схему суммирования и регистрации сигналов тензорезисторов, горизонтальный тензорезистор с одной стороны ynpyroro элемента последователь но соединен с горизонтальным тенэорезисторсм с другой стороны, н оба горизонтальных тенэорезнстора подключены к первому масштабирующему усилитехпо, вертикальный тензорезистор с одной стороны упругого элемента последовательно соединен с вертикальным тензорезистором с другой стороны, и оба вертикальных тенэорезистора подключены к второМу масштабирующему усилителю, а выходы масштабирующих усилителей подключены к сумматору, причем отношение коэффициентов усиления масштабирующих усилителей выбрано в пределах 0,2< К /К2 (0,5, где К4, К2— коэффициенты усиления первого и второго масштабирующих усилителей соответственно.

На фиг. 1 показан упругий элемент асимметричного профиля; на фиг. 2 — схема измерительных каналов.

Вертикальные 1 и 2 и горизонтальные 3 и 4 тензорезисторы размещены по обе стороны упругого элемента (остряка, крестовины, рельса и т.п.)

5 на расстоянии и от точки касания колеса с рельсом, где действуют измеряемая Р и боковая Q силы. На рассматриваемый участок упругого элемента 5. действуют также моменты

Р e„Qh Мр и М0.

Тензорезисторы 1 и 2 соединены в полумост с компенсирующими резисторами б, а тензорезисторы 3 и 4 в полумост с компенсирующими резисторами 7. Оба полумоста подключены к масштабирующим усилителям 8 и 9, которые соединены с сумматором 10.

Устройство работает следующим образом.

Под действием силы P в упругом элементе 5 возникают измеряемые деформации, которые преобразуются в полезные сигналы усилителями 8 к 9.

Моменты сил и боковая сила вызывают паразитные деформации, которые также преобразуются усилителями 8 и 9 в соответствующие сигналы, но если коэффициенты усиления первого и второго масштабирующих усилителей к4 и

К лежат в пределах 0,2(К„ /К с0,.5 эти сигналы взаимно компенсируются в сумматоре 10.

Изобретение позволяет повысить точность измерения вертикальной составляющей действующей от колес подвижного состава на остряки стрелочных переводов силы более чем в 10 раз по сравнению с известными методами, погрешность составляет около ЗЪ.

Исследование напряженного состояния элементов несимметричного поперечного профиля путем непосредственного определения действующей силы дает возможность определить оптимальные условия их эксплуатации, а также обоснованно задать геометрические очертания элемента.

Составитель В. Годзиковский

Редактор А. Лежнина Техред Ж.Кастелевич Корректор Ю. Макаренко.

Эаказ 7537/40 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

113035, Москва, Ж-35, .Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4